深部缺氧性感染是臨床治療的重大挑戰(zhàn)之一，其特有的病理微環(huán)境不僅降低組織修復(fù)能力、削弱宿主的抗感染與抗氧化防御能力，還會抑制細(xì)菌代謝活性，導(dǎo)致抗菌藥物療效差。以牙周炎為代表的深部感染表現(xiàn)為根分叉區(qū)解剖復(fù)雜以及牙周袋內(nèi)生物膜難以清除等特性，具備一定治療難度。聲動力療法（SDT）通過激活聲敏劑產(chǎn)生活性氧（ROS），實現(xiàn)時空可控的抗菌效應(yīng)。此外，在深部感染治療中，ROS過量積累會引發(fā)炎癥反應(yīng)、抑制組織再生。因此，亟需構(gòu)建可控ROS調(diào)節(jié)系統(tǒng)，動態(tài)平衡抗菌效能與炎癥反應(yīng)，促進(jìn)組織再生效果。

2025年6月，蔣欣泉教授團隊在《生物活性材料》（Bioactive Materials）上發(fā)表了題為ROS平衡生物異質(zhì)連接水凝膠基于聲-化學(xué)動力療法促進(jìn)感染性骨再生（ROS-balancing-engineered bio-heterojunction hydrogel accelerated the infected bone regeneration based on Sono-chemo dynamic therapy）的研究論文。該研究受根瘤菌與土壤的氧-氮共生機制啟發(fā)，開發(fā)了一種多功能水凝膠，兼具“可控殺菌”、“改善牙周氧化應(yīng)激微環(huán)境”等效能，可以有效解決細(xì)菌感染與氧化應(yīng)激的雙重難題，為水凝膠程序化抗菌-抗炎功能提供了新策略，可望為革新牙周炎治療范式提供參考。

研究人員通過硫醇-烯點擊化學(xué)反應(yīng)構(gòu)建了GSH-SF/PeMA/MXene-TiO2（SP-MT）水凝膠體系，將甲基丙烯酸化果膠（PeMA）與谷胱甘肽修飾絲素蛋白（GSH-SF）結(jié)合，并引入MXene-TiO2組分。該水凝膠具有良好的可注射性、力學(xué)性能及溶脹降解等特性。在超聲刺激下，SP-MT水凝膠可通過破壞細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)與電子傳遞鏈（ETCs），實現(xiàn)快速殺菌的效果，同時產(chǎn)生大量ROS；而超聲停止后，水凝膠及其降解產(chǎn)物可對殘留ROS進(jìn)行高效級聯(lián)吸收。體內(nèi)實驗進(jìn)一步證實，該納米水凝膠可以通過抑制細(xì)菌感染、降低炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管新生，最終加速軟組織再生與牙周骨修復(fù)。

蔣欣泉教授為論文最后通訊作者，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院研究生徐佳妮、王潔醫(yī)師、上海工程技術(shù)大學(xué)張艷副教授分別為論文第一作者和共同通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。